水利应用集成门户系统的设计与实现

高祥涛 ，司存友 ，戚荣志 ，许国艳 ，安纪存 ，赵林柳 ，曹 帅 ，丁玉鹏

（1. 江苏省水文水资源勘测局，江苏 南京 210029；2. 河海大学计算机与信息学院，江苏 南京 211100）

水利应用集成门户系统的设计与实现

高祥涛1，司存友1，戚荣志2，许国艳2，安纪存2，赵林柳2，曹 帅1，丁玉鹏1

（1. 江苏省水文水资源勘测局，江苏 南京 210029；2. 河海大学计算机与信息学院，江苏 南京 211100）

水利应用集成门户系统作为江苏省水利信息资源整合共享的重要组成部分，旨在解决水利化进程中所面临的各类信息资源孤立问题。通过为用户提供统一的出入口，将江苏省水利厅的各类业务、应用系统、数据资源整合在一起，实现各部门间的信息同步、共享，提高工作效率，避免系统的重复开发。水利应用集成门户系统利用统一用户管理、身份认证、门户内容集成技术，全面梳理整合省厅现有的业务及系统资源，根据个性化定制、内容聚合和后台管理灵活地搭建统一的水利应用集成平台，可高效、直观地展示各部门的应用和信息。

门户；水利应用；应用集成；资源整合

0 引言

在水利信息化积极推进的过程中，各单位或部门结合自己的业务需求，开发建设了一些专用信息系统，这些系统在水利工作中发挥了积极的作用。但是由于缺乏统一的规划和平台，各系统之间往往相互独立，因此不断出现信息、数据、功能孤岛[1]，数据信息冗余和功能系统重复开发，操作界面不一致，数据难以整合和共享，系统缺乏柔性难以扩充等问题[2]。随着信息技术的发展，水利信息化进程的深入，这些问题已成为制约水利现代化发展的瓶颈。

在江苏省水利信息资源整合共享项目实施过程中，水利应用集成门户系统（以下简称门户系统）是一项重要的建设内容。为实现江苏省水利厅（以下简称省厅）内部各应用系统横向的集成和协同，需要综合利用统一用户管理、单点登录等门户技术完成系统界面与应用集成，为各个不同的业务应用系统提供“一站式”的综合门户。

1 门户系统设计

1.1 总体结构

门户系统采用 SOA 的分布式应用框架[3]和 B/S结构，基于 Java EE 平台，依托于 Portal 标准，利用Web Service，REST，Spring，Struts，MVC，Ajax等技术[4-5]，基于数据和应用支撑平台，以标准服务的形式调用平台中的服务，通过应用支撑组件的功能开发，门户系统具有通用性的同时，可进行个性化定制，从而适用于门户系统的不同需求，方便对省厅内所有的业务系统进行管理。

遵循分层设计思想[6]，门户系统总体结构如图 1所示，3 个层次具体如下：

1）展现层。展现层将各业务系统通过界面集成的方式组合在一个窗口中，进行统一的日常业务办公。展现层提供多种集成方式，有效地进行统一用户管理和身份认证、单点登录集成、模块整合，完成对用户身份的识别。通过系统集成，用户可进入各业务系统进行相应操作。

2）支撑层。支撑层提供门户系统的基础功能，分为统一门户框架和应用支撑服务。统一门户框架遵循 Portal 标准，提供标准的集成接口，主要包括门户容器、Portlet、栏目管理、内容聚合、个性化定制和统一用户管理等。应用支撑服务主要完成业务逻辑与服务的流程管理，主要包括 GIS、数据、视频等服务，以及防汛防旱、水资源管理、水利电子政务。

图 1 系统总体框架

3）运行环境。运行环境主要包括门户系统Web、应用、数据库等服务器及操作系统和虚拟机。

1.2 功能设计

门户系统按需求分为以下 5 个功能模块：

1）单点登录。在集成的多个水利应用系统中，用户只需要登录 1 次就可以访问所有相互信任的应用系统。

2）个性化定制。不同角色的人员可以从模块/应用仓库中获取已有模块/应用添加到自己的主页上，或者将已有模块进行移除，实现模块订阅。

3）展示模块管理。对门户中的各种展示栏目进行管理，包括新增、修改、删除、排序及是否显示等。增加功能模块时需分配该模块的订阅权限。

4）模块内容管理。对门户中各种展示栏目的内容进行增删改等管理，支持可视化的内容编辑器，支持与 Word 等常用编辑工具类似的界面。

5）应用管理。将各类已有应用系统集成在一起，对各个应用进行新增、修改等操作。

具体功能结构图如图 2 所示。

1.3 数据库设计

门户系统数据库包含用户、展示模块和单点登录等信息，主要包括以下数据库表：

图 2 功能结构图

1）模块展示表。主要存储模块的名称，该模块所属的部门，模块的类型、尺寸，查看、编辑该模块的权限等。

2）新闻信息表。主要存储新闻的标题、日期、作者、内容和图片等基本信息，以及查看该新闻的权限。

3）用户信息表。包括存储用户名，用户所属部门、可查看系统、布局、级别等信息。

4）门户系统信息表。存储门户系统的图标、名称、地址和所属部门。

5）实时水雨情信息表。主要存储由测站测报的实时水雨情及经纬度信息。

6）部门信息表。主要存储部门的名称、自定义的布局、可查看的系统。

数据库实体-联系图（E-R 图）如图 3 所示。

2 门户系统实现

门户系统主要用于将孤立的系统集成在一起，极大地方便省厅对业务进行统一管理。门户系统的实现主要包括单点登录、个性化定制，以及展示模块、模块内容和应用的管理等 5 个功能模块。

2.1 单点登录

单点登录功能实现了 3 个操作和 1 个服务，分别为用户映射操作，登录已有和新建系统，以及认证服务[7]。

图 3 数据库 E-R 图

用户映射操作将已有子系统的用户名密码与门户系统的用户绑定，当用户通过“单点登录”登录已有系统时可以直接调取子系统的用户名完成登录。

当用户从门户系统进入其他系统时，先查看是否为已有系统，一旦为已有系统，则按已有系统的方式登录；如果为新建系统，则按新建系统的方式登录。

当目标系统仅需要用户名密码及一些固定格式登录时，首先通过目标系统的 ID 从已经映射完成的用户名密码中取出登录信息；然后在网页中创建一个隐藏的 iframe 框架，同时创建一个隐藏的 HTML表单，将登录的信息填入其中，并提交请求，提交的 action 为目标系统验证页面；最后将返回的页面以新窗口的方式打开。

现有系统登录需要通过认证服务进行，当用户想要登录目标系统时，首先通过目标系统给单点登录预留的接口发送一个 key，key 的生成方式暂时为通过对称加密后的用户 IP 和 ID；目标系统接收到key 后向认证服务的认证接口进行验证；如果认证用户当前在线且 IP 相同，则目标系统认为该用户已登录，完成新建系统单点登录。单点登录的流程图如图 4 所示。

2.2 个性化定制

图 4 用户登录模块流程图

个性化定制模块使用户可以根据自己的需求定制各自的门户首页，在后台进行应用系统和模块的相应操作即可，如添加、删除和排版等。通过遍历模块的顺序，获得当前首页的排序，然后组成一个序列存储到用户表中。当用户下次登录门户系统时就可以读取到配置文件，然后渲染成已经排列好的布局。

2.3 展示模块管理

展示模块管理实现管理员和信息发布员对本部门展示模块的增删改的操作，每个展示模块对应着一个实体对象，根据对象的属性区分模块的类型和渲染的方式。每个模块对应一个唯一的 ID，这个模块 ID 可以存储到个性化定制的序列中完成个性化定制。展示模块管理采用动态的 AJAX 进行前后台交互，避免了页面频繁跳转，展示模块管理业务流程图如图 5 所示。

图 5 展示模块管理业务流程图

2.4 模块内容管理

模块内容管理主要实现对已有模块进行信息添加的操作。对于不同类型的模块有不同的添加方式：展示公告只需填写 1 条公告；列表新闻以列表的形式展示多条新闻；图片链接是将 1 张图放到展示框中；内容聚合是将已有的模块聚合到本模块中，在首页中以 Tab 页的形式进行切换；网页内嵌将 1 个外部的网页，以 iframe 的形式内嵌至门户首页的展示框中。

每个展示模块都可以进行模块内容的管理，模块内容的管理权限和实现方式与展示模块管理的方式相同。

2.5 应用管理

应用管理允许管理员和信息发布员对已有应用进行操作，每个应用对应着一个实体对象，根据对象的属性区分模块的类型和渲染的方式。每个应用对应一个唯一的 ID，同样可以存储到个性化定制的序列中完成个性化定制，也可以增加一个新的应用。在应用管理页面左键单击应用可以对已有应用进行修改图标、编辑应用或者删除操作，业务流程图如图 6 所示。

图 6 应用管理模块业务流程图

3 结语

针对水利信息化进程中所面临的各类信息资源、系统孤立的问题，设计并实现了水利应用集成门户系统。根据不同的角色，授予不同的权限，访问不同的资源，构建个性化和可视化的用户界面。

目前，门户系统已经投入使用，该系统将原本孤立的应用系统集成在一起，并提供统一的出入口和信息展示界面，加大了各部门间的资源共享力度，促进了各部门间的信息交流，减少了开发成本，提高了工作效率。但门户系统目前只对 B/S 架构的应用系统进行了集成整合，今后将进一步研究对 C/S 架构系统的整合方案。

[1] 罗军刚. 面向水利应用集成的水利信息门户的研究与应用[D]. 西安：西安理工大学，2006.

[2] 罗军刚，解建仓，张永进，等. 水利信息门户的研究与应用[J]. 中国水利，2005 (11): 58-61.

[3] 沙为超. 基于 Web 服务的 SOA 应用研究[D]. 合肥：安徽大学，2007.

[4] 张黎明，龚琪琳. 基于 MVC 模式的 Java Web 应用设计[J]. 计算机与现代化，2007 (2): 22-24.

[5] 王建斌，胡小生，李康君，等. REST 风格和基于 SOAP的 Web Services 的比较与结合[J]. 计算机应用与软件，2010 (9): 297-300.

[6] 张二松. 分层设计软件系统[J]. 信息系统工程，2014 (9): 25.

[7] 余新华. 基于门户的单点登录系统的设计与实现[D]. 武汉：华中科技大学，2007.

Design and implementation of integrated portal system for water resources application

GAO Xiangtao1, SI Cunyou1, QI Rongzhi2, XU Guoyan2, AN Jicun2,ZHAO Linliu2, CAO Shuai1, DING Yupeng1

（1. Bureau of Hydrology and Water Resources Survey of Jiangsu Province, Nanjing 210029, China；2. College of Computer and Information, Hohai University, Nanjing 211100, China）

As an important part of the integration and sharing of water resources information in Jiangsu Province,the integrated portal system of water resources application aims to solve the problems of various kinds of isolated information resources in the process of water conservancy. By providing a unified access for users, the portal integration of all kinds of business application systems, and data resources get together to realize the synchronization and sharing of information among different departments, and improve the work efficiency and avoid the repeated development of the functional system. The integrated portal system integrates the existing business system resources and ministries using the unified user management, unified authentication, and unified portal content integration. According to the personalized customization, content aggregation and background management, a unified water resources application integration platform is constructed to display applications and information of various departments of the ministry efficiently and intuitively.

portal; water application; application integration; resource integration

TP39；TV213

A

1674-9405(2017)05-0051-05

10.19364/j.1674-9405.2017.05.010

2017-03-30

国家重点研发计划（2016YFC0400910，2017ZX07104001）；2015年江苏省水利科技科研项目（2015001）；2016年江苏省水利科技科研项目（2016023）；中央高校基本科研业务费项目（2015B22214，2017B42214，2017B20914，2017B16814）

高祥涛（1966-），男，江苏兴化人，教授级高工，研究方向：水利信息化。